一种基于毫米波雷达的车内活体检测及报警方法技术

本发明专利技术涉及雷达电子技术领域，具体为一种基于毫米波雷达的车内活体检测及报警方法，包括以下步骤：根据正常人体的呼吸心跳频率范围和探测的信号频率范围进行比较：成年人的心跳频率在1Hz～1.6Hz、呼吸频率在0.2Hz～0.4Hz，儿童的心跳频率在1.7Hz～2.2Hz、呼吸频率在0.5Hz～0.7Hz；当锁车行为完成后开始检测，通过判断信号是否符合儿童的心跳频率和呼吸频率，从而判断车内是否有儿童遗留；若判断信号符合儿童的心跳频率和呼吸频率，则车内有儿童遗留，并进行分级式报警。本发明专利技术通过基于儿童的呼吸心跳频率与成人的呼吸心跳频率的差异，来实现儿童和成人的辨认，进而实现了有针对性的触发报警，达到了仅在检测到儿童遗留时触发报警，减少报警频率的目的。减少报警频率的目的。减少报警频率的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种基于毫米波雷达的车内活体检测及报警方法


[0001]本专利技术涉及雷达电子
，具体为一种基于毫米波雷达的车内活体检测及报警方法。

技术介绍

[0002]炎炎夏日，每年夏天都有把婴儿遗忘在车内致死的案例。惨剧的出现也给人们敲响了警钟，车内的活体检测成为了车厂需要考虑的新需求。随着毫米波雷达的技术进步，应用毫米波雷达进行活体检测就逐渐走入了人们的视野，为了解决这个问题，各大车厂都在研发活体检测雷达。
[0003]申请号202111188031.0“一种基于生命特征的毫米波车内有无人监控系统及方法”，包括车载控制系统、门锁检测模块、79GHz雷达模块、通信报警模块、车窗控制模块，其中：门锁检测模块检测当车辆熄火后车门是否处于锁死状态，并将车门状态信息传入到所述车载控制系统中；车载控制系统接收门锁检测模块发出的车门状态信息，并发送指令控制所述79GHz雷达模块开始进行有无人检测，并根据雷达的检测结果控制通信报警模块和车窗控制模块，该专利通过采用毫米波雷达进行车内有无人检测，鲁棒性更强，能抵抗外部因素干扰，监测到熄火后车内有人时，立即发出警报来提醒周围人员和驾驶员，实现车内有无人监控。
[0004]上述专利虽然能够实现车内活体目标的检测，但是面对手机震动、风扇旋转等外界干扰仍存在误差。同时对于成人和儿童的区分能力不够，且成年人有自主能力能够解决自身困境，应仅在儿童遗留的情况下需要触发报警。对于儿童而言，车窗保持紧闭防止其他人员的伤害同样重要。而儿童由于位于儿童座椅、姿势向前或者向后、身上披毯子等问题会对雷达穿透性和分辨率提出进一步要求。

技术实现思路

[0005]针对上述技术问题，本专利技术提出了一种基于毫米波雷达的车内活体检测及报警方法，使得仅在检测到儿童遗留时触发报警，能够减少报警频率，针对性更强。
[0006]本专利技术所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
[0007]一种基于毫米波雷达的车内活体检测及报警方法，包括以下步骤：
[0008](一)通过毫米波雷达对活体目标发生信号，并每50ms接收目标和噪声回波信号；
[0009](二)对接收到的回波信号做1D距离fft,得到以距离为尺度划分的32个信号，接着对回波信号做2D多普勒fft，得到目标的速度和角度信息；
[0010](三)通过加窗滤除噪声和杂波信号对回波信号进行CFAR检测，并将CFAR检测后的信号以8位形式发送到电脑上进行相位解析还原信号波形；
[0011](四)对还原后的波形进行谱分析，通过数字滤波器和fft将相位时间谱转换为频率时间谱；
[0012](五)通过加窗和相量均值相消算法去除其他干扰信号，通过小波分离算法从信号
中分离出呼吸和心跳的信号，对分离的信号进行波形重建，并对呼吸和心跳信号的频率进行估值计算；
[0013](六)根据正常人体的呼吸心跳频率范围和探测的信号频率范围进行比较：成年人的心跳频率在1Hz～1.6Hz、呼吸频率在0.2Hz～0.4Hz，儿童的心跳频率在1.7Hz～2.2Hz、呼吸频率在0.5Hz～0.7Hz，并将信息预留在系统内；
[0014](七)当锁车行为完成后开始检测，通过判断信号是否符合儿童的心跳频率和呼吸频率，从而判断车内是否有儿童遗留；
[0015](八)若判断信号符合儿童的心跳频率和呼吸频率，则车内有儿童遗留，并进行分级式报警；
[0016](九)若判断信号不符合儿童的心跳频率和呼吸频率，则车内无儿童遗留。
[0017]优选地，步骤(一)的毫米波雷达为四发四收60G毫米波雷达。
[0018]优选地，步骤(二)中对接收到的回波信号做1D距离fft的具体过程为：
[0019](1)进行一维傅里叶变换，将信号转换为距离时间谱；
[0020](2)进行静态杂波清除，去除静态背景，得到原始回波信号；
[0021](3)再以距离划分32个信号单位。
[0022]优选地，步骤(三)中通过解析算法进行解析。
[0023]优选地，步骤(五)中相量均值相消算法去除其他干扰信号的过程为：首先对所有接收脉冲求平均得出参考接收脉冲，接着利用每一束接收脉冲减去参考接收脉冲得到目标回波信号。
[0024]优选地，参考接收脉冲的表达式为：
[0025][0026]其中，i为快时间维采样点，m为慢时间维时间采样点。
[0027]优选地，步骤(八)中分级式报警具体包括一级报警、二级报警、三级报警。
[0028]优选地，一级报警为：锁车后10s，喇叭和车灯发出报警，报警模式与其他报警区分，持续60s或直到解除报警为止，若系统仍判断存在儿童，则不管解除报警与否的情况下，10分钟后进入二级报警。
[0029]优选地，二级报警为：打开车内空调，关闭车窗，保持人舒适的温度，控制进出空气的流动；同时通过网络或短信向车主发出消息提醒，若20分钟后仍判断存在儿童，则不管解除报警与否的情况下，进入三级报警。
[0030]优选地，三级报警为：一级报警和二级报警均启动，同时通过网络或短信向第三方(医疗机构、消防员等)发出求救，通过打开车门或者手机与汽车蓝牙、wifi连接后确认解除报警。
[0031]本专利技术的有益效果是：
[0032]1)本专利技术与现有的摄像头和红外探测的方式相比，更加可靠以及监测成功率更高，弥补了市场上的需求空白，是一种新的手段；
[0033]2)本专利技术通过基于儿童的呼吸心跳频率与成人的呼吸心跳频率的差异，来实现儿童和成人的辨认，进而实现了有针对性的触发报警，达到了仅在检测到儿童遗留时触发报
警，减少报警频率的目的；
[0034]3)本专利技术能够实现多人探测和占位检测，具有一定的抗干扰能力和穿透性，分级报警也在满足了车内人员的安全性的同时保障车主和相关人员能第一时间了解车内情况，解决车内人员被困情。
附图说明
[0035]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明：
[0036]图1为本专利技术中雷达回波信号处理流程图；
[0037]图2为本专利技术中分级报警机制流程图。
具体实施方式
[0038]为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图以及实施例对本专利技术进一步阐述。
[0039]如图1所示，一种基于毫米波雷达的车内活体检测及报警方法，具体步骤如下：
[0040](一)雷达发射信号：采用四发四收60G毫米波雷达发送信号；雷达每50ms接收目标和噪声杂波等所有回波信号，进行一维傅里叶变换，将信号转换为距离时间谱。并进行静态杂波清除，去除静态背景，得到原始回波信号；再以距离划分32个信号单位。
[0041](二)对处理后的信号进行多普勒解调，得到各信号的频率、速度；人呼吸时胸腔的起伏和心跳时心脏的搏动，在雷达上反映出来的都是相对距离的变化。这种变化因为周期和幅度的不同，可以被区分并表示为一系列谐波之和。
[0042](三)对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于毫米波雷达的车内活体检测及报警方法，其特征在于：包括以下步骤：(一)通过毫米波雷达对活体目标发生信号，并每50ms接收目标和噪声回波信号；(二)对接收到的回波信号做1D距离fft,得到以距离为尺度划分的32个信号，接着对回波信号做2D多普勒fft，得到目标的速度和角度信息；(三)通过加窗滤除噪声和杂波信号对回波信号进行CFAR检测，并将CFAR检测后的信号以8位形式发送到电脑上进行相位解析还原信号波形；(四)对还原后的波形进行谱分析，通过数字滤波器和fft将相位时间谱转换为频率时间谱；(五)通过加窗和相量均值相消算法去除其他干扰信号，通过小波分离算法从信号中分离出呼吸和心跳的信号，对分离的信号进行波形重建，并对呼吸和心跳信号的频率进行估值计算；(六)根据正常人体的呼吸心跳频率范围和探测的信号频率范围进行比较：成年人的心跳频率在1Hz～1.6Hz、呼吸频率在0.2Hz～0.4Hz，儿童的心跳频率在1.7Hz～2.2Hz、呼吸频率在0.5Hz～0.7Hz，并将信息预留在系统内；(七)当锁车行为完成后开始检测，通过判断信号是否符合儿童的心跳频率和呼吸频率，从而判断车内是否有儿童遗留；(八)若判断信号符合儿童的心跳频率和呼吸频率，则车内有儿童遗留，并进行分级式报警；(九)若判断信号不符合儿童的心跳频率和呼吸频率，则车内无儿童遗留。2.根据权利要求1所述的一种基于毫米波雷达的车内活体检测及报警方法，其特征在于：步骤(一)的毫米波雷达为四发四收60G毫米波雷达。3.根据权利要求1所述的一种基于毫米波雷达的车内活体检测及报警方法，其特征在于：步骤(二)中对接收到的回波信号做1D距离fft的具体过程为：(1)进行一维傅里叶变换，将信号转换为距离时间谱；(2)进...

【专利技术属性】
技术研发人员：王征，李铮，董浩然，杨路路，钱永俊，高天祥，罗畅安，
申请(专利权)人：芜湖易来达雷达科技有限公司，
类型：发明
国别省市：